研究課題
基盤研究(A)
GaN系およびGaInN系ナイトライドは本申請者等が開発した低温堆積層によるサファイア基板の表面制御法が世界標準となり、既に青色LED、緑色LED、白色LEDや紫色LDなどへ応用され、実用化している。ナイトライドの応用は可視先に留まらない。癌細胞・殺菌への照射死滅・DNA選別、近視治療、皮膚病治療など生体応用、色彩制御型高効率・長寿命・高性能照明等への応用、エキシマレーザを代替する超高精細加工等、紫外〜深紫外発光素子はAIN系ナイトライドによってのみ実現可能である。従来、AIN系ナイトライドは1,200℃程度で製膜が行われていたが、本申請者は独自の表面泳動の実験より、高品質エピタキシャルAIN膜を得るためには、(1)AIN基板上に製膜すること、および(2)1,800℃以上の高温で製膜することが必要であることを見出した。本研究の目的は、超ワイドギャップAIN系半導体の開発のため、1.AIN基板の開発2.AIN基板上への超高温MOVPE法による低転位AIN薄膜の成長、および3.低転位AIN薄膜上へのAlGaN量子構造による深紫外発光・受光素子の開発を目指した。平成15年度後半に超高温MOVPE装置を導入して高温での成長方法を検討し、イビデン(株)の協力を得て、特に高温・アンモニア耐性部品の開発に努めた。また昇華法を用いてSiC基板上および自然核発生にてバルクAIN単結晶を成長した。平行して従来の通常温度MOVPE装置を用いて、横方向成長(ELO)を利用した紫外発光素子用低転位AlGaNの成長およびレーザダイオード(LD)の試作を行い、サファイア上では世界最短波長のLDを実現した。平成16年度には超高温MOVPE装置による厚膜AINの成長を行った。平成17年度には、ELOを利用して、サファイア基板上への低転位AIN成長に成功した。
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